CN219236372U - 一种pcbn双面料层复合片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种PCBN双面料层复合片，包括硬质合金基体层、以及设置在硬质合金基体层两侧的上CBN层和下CBN层，所述上CBN层上开设有十字形切割槽，所述下CBN层上开设有井字形切割槽，所述十字形切割槽的深度与所述上CBN层的厚度相等，所述井字形切割槽的深度等于所述下CBN层与所述硬质合金基体层的厚度之和。该PCBN双面料层复合片可以利用十字形切割槽和井字形切割槽进行释放应力，降低切割面裂纹和刀头报废率。
Description
技术领域
本实用新型涉及超硬材料复合片领域，具体的说，涉及了一种PCBN双面料层复合片。
背景技术
PCBN双面料层复合材料是一种“料层-硬质合金-料层”的三明治结构复合材料，具有较好的抗冲击性及易焊接性，可广泛用于淬火钢、灰铸铁等材料的加工切削领域，与PCBN单面料层复合材料相比，在性能不降低的前提下，其加工制备的刀具刀尖数目翻倍，刀具利用率翻倍。但是，由于其双面料层的特性，PCBN双面料层复合材料在合成过程中产生了较大的应力，导致其在加工制备刀头过程中产生众多裂纹，严重影响其刀头制备合格率。
为了减低切割应力，申请号为201920996909.5 的实用新型专利申请公开了晶圆及半导体器件，采用在晶圆本体上设置有用于切割的切割道；止裂硅通孔设于所述切割道的侧部，所述止裂硅通孔内填充有保护材料。通过在切割道两侧设置填充有保护材料的止裂硅通孔，在进行晶圆切割时，防止切割应力对晶粒区造成破坏，通过止裂硅通孔能够有效地减小切割道的宽度，有利于切割道的微缩，提高晶圆的有效利用率。但该减小切割应力的结构并不适合需要后续切割为多个PCBN小刀片的PCBN双面料层复合片。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
实用新型内容
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种PCBN双面料层复合片，包括硬质合金基体层、以及设置在硬质合金基体层两侧的上CBN层和下CBN层，所述上CBN层上开设有十字形切割槽，所述下CBN层上开设有井字形切割槽，所述十字形切割槽的深度与所述上CBN层的厚度相等，所述井字形切割槽的深度等于所述下CBN层与所述硬质合金基体层的厚度之和。
基于上述，所述硬质合金基体层为圆形硬质合金基体层。
基于上述，所述十字形切割槽沿所述上CBN层的中心线设置。
基于上述，所述十字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述上CBN层设置。
基于上述，所述井字形切割槽的中心线与所述下CBN层的中心线相重合。
基于上述，所述井字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述下CBN层和所述硬质合金基体层。
基于上述，所述上CBN层的厚度与所述下CBN层的厚度相等。
基于上述，所述十字形切割槽的宽度与所述井字形切割槽的宽度相等。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供的一种PCBN双面料层复合片，通过在上CBN层上开设十字形切割槽，并将十字形切割槽的切深等于上CBN层的厚度，在下CBN层上开设井字形切割槽，并将井字形切割槽的切深等于下CBN层与硬质合金基体层的厚度之和，从而分别可以利用十字形切割槽和井字形切割槽进行释放应力。
具体地，十字形切割槽和井字形切割槽均具有垂直交叉的切割槽，相比于其他形状的切割槽相比，在便于采用激光进行切割的前提下，使得切割的应力能尽可能的沿切割槽进行延伸，并在切割槽的垂直交叉处得到充分释放。且由于后续切割的刀头侧面通常为直上直下的侧面，或者刀头需要具有特殊的曲面结构，十字形切割槽和井字形切割槽也确保了可以以十字形切割槽和井字形切割槽的边为基准进行切割路线规划，从而避免了材料浪费。同时，在采用激光切割机加工切割槽时，需要确保切割后的PCBN双面料层复合片依然保持一定的结构完整度和结构强度，因此采用十字形切割槽和井字形切割槽错位排布的方式，可以避免切割后的PCBN双面料层复合片散架。此外，由于位于PCBN双面料层复合片一侧的切割槽需要同时贯穿CBN层和硬质合金基体层，切割应力较大，通过将切割槽设计成井字形切割槽，可以增加切割槽和切割槽垂直交叉处的数量，更利于应力释放。
经后续激光切割试验表明，同时具有十字形切割槽和井字形切割槽的PCBN双面料层复合片能明显降低切割面裂纹和刀头报废率。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种PCBN双面料层复合片顶面结构示意图。
图2是本实用新型提供的一种PCBN双面料层复合片底面结构示意图。
图3是对比例1提供的一种PCBN双面料层复合片整体结构示意图。
图4是对比例2提供的一种PCBN双面料层复合片整体结构示意图。
图中：1、上CBN层，2、十字形切割槽；3、井字形切割槽；4、硬质合金基体层；5、下CBN层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种PCBN双面料层复合片，如图1和图2所示，包括硬质合金基体层4、以及设置在硬质合金基体层4两侧的上CBN层1和下CBN层5。所述上CBN层1上开设有十字形切割槽2，所述下CBN层5上开设有井字形切割槽3。所述十字形切割槽2的深度与所述上CBN层1的厚度相等，所述井字形切割槽3的深度等于所述下CBN层5与所述硬质合金基体层4的厚度之和。
具体地，本实施例中，所述硬质合金基体层为圆形硬质合金基体层。所述十字形切割槽沿所述上CBN层的中心线设置。所述十字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述上CBN层设置。
所述井字形切割槽的中心线与所述下CBN层的中心线相重合。所述井字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述下CBN层和所述硬质合金基体层。
本实施例中，所述上CBN层的厚度与所述下CBN层的厚度相等。所述十字形切割槽的宽度与所述井字形切割槽的宽度相等。
具体地，本实施例提供的PCBN双面料层复合片具体加工步骤如下：
使用激光切割切去PCBN双面料层复合材料约1cm宽的边角料，用于标记位置；
步骤1）对PCBN双面料层复合材料A面进行“十”字型激光切割，得到十字形切割槽，切割厚度约为料层厚度；
步骤2）PCBN双面料层复合材料翻面至B面后，进行“井”字型激光切割，切割距离等分，得到井字形切割槽，切割厚度约为料层厚度+合金基体厚度。
具体地，后续将该PCBN双面料层复合片加工成成品刀头的步骤和成品率检测数据如下：
步骤1）先将该PCBN双面料层复合材料送入真空热处理，真空热处理温度为700℃至1000℃；
步骤2）将真空热处理后的PCBN双面料层复合材料按照先上面后下面的切割顺序进行4×4cm切割；
步骤3）对完成切割后的4×4cm刀头毛坯进行裂纹检查，发现先切割面裂纹概率约为16 %，后切割面裂纹概率约为2%；
步骤4）对4×4cm刀头毛坯进一步加工，刀头毛坯可以制备圆弧半径为0.4mm、0.8mm和1.2mm规格的刀尖刀头，报废率约为5%。
对比例1
本实施例提供一种PCBN双面料层复合片，如图3所示，其结构与实施例1中的区别在于：本实施例中上CBN层没有开设十字形切割槽，下CBN层上没有开设有井字形切割槽。
具体地，后续将本对比例提供的PCBN双面料层复合片加工成成品刀头的步骤和成品率检测数据如下：
步骤1）使用激光切割机直接切割PCBN双面料层复合材料，切割深度料层厚度+合金基体，切割规格为4×4cm；
步骤2）先切面切割完成后，将PCBN双面料层复合材料180度翻面，翻面后继续使用激光切割机直接切割PCBN双面料层复合材料，切割深度料层厚度，切割规格为4×4cm；
步骤3）对完成切割后的4×4cm刀头毛坯进行裂纹检查，发现先切割面裂纹概率达到100%，后切割面裂纹概率约为22%；
步骤4）对4×4cm刀头毛坯进一步加工，该刀头毛坯仅可以制备圆弧半径1.2mm规格的刀尖刀头，且报废率到达21%。
对比例2
本实施例提供一种PCBN双面料层复合片，如图4所示，其结构与实施例1中的区别在于：本实施例中上CBN层开设十字形切割槽，下CBN层上没有开设有井字形切割槽。
具体地，本对比例2提供的PCBN双面料层复合片具体加工步骤如下：
使用激光切割切去PCBN双面料层复合材料约1cm宽的边角料，用于标记位置；
对PCBN双面料层复合材料A面进行“十”字型激光切割，得到十字形切割槽，切割厚度约为料层厚度；
具体地，后续将本对比例2提供的PCBN双面料层复合片加工成成品刀头的步骤和成品率检测数据如下：
步骤1）将激光切割后的PCBN双面料层复合材料送入真空热处理；
步骤2）将真空热处理后的PCBN双面料层复合材料按照原位置放置，按照先A面后B面的切割顺序进行4×4cm切割。
步骤3）对完成切割后的4×4cm刀头毛坯进行裂纹检查，发现先切割面裂纹概率约为47 %，后切割面裂纹概率约为12%；
步骤4）对4×4cm刀头毛坯进一步加工，刀头毛坯可以制备圆弧半径为0.8mm和1.2mm规格的刀尖刀头，报废率约为13%。
由此可见，通过实施例1与对比例1和对比例2的测试数据对比的结果可以看出，只有当在同时在上CBN层上开设有十字形切割槽，下CBN层上开设有井字形切割槽后，才能有效降低先切割面裂纹概率和后切割面裂纹概率，以及降低后续加工时的刀头报废率。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1.一种PCBN双面料层复合片，包括硬质合金基体层、以及设置在硬质合金基体层两侧的上CBN层和下CBN层，其特征在于：所述上CBN层上开设有十字形切割槽，所述下CBN层上开设有井字形切割槽，所述十字形切割槽的深度与所述上CBN层的厚度相等，所述井字形切割槽的深度等于所述下CBN层与所述硬质合金基体层的厚度之和。
2.根据权利要求1所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述硬质合金基体层为圆形硬质合金基体层。
3.根据权利要求2所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述十字形切割槽沿所述上CBN层的中心线设置。
4.根据权利要求3 所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述十字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述上CBN层设置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述井字形切割槽的中心线与所述下CBN层的中心线相重合。
6.根据权利要求5所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述井字形切割槽的两边分别沿横向与纵向贯穿所述下CBN层和所述硬质合金基体层。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述上CBN层的厚度与所述下CBN层的厚度相等。
8.根据权利要求7所述的一种PCBN双面料层复合片，其特征在于：所述十字形切割槽的宽度与所述井字形切割槽的宽度相等。
Priority Applications (1)
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| CN202223323927.8U CN219236372U (zh) | 2022-12-12 | 2022-12-12 | 一种pcbn双面料层复合片 |
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Family Applications (1)
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2022
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